激光器工作原理Р高能态电子束>低能态电子束Р同频同相光→谐振腔内多次往返放大Р高能态→低能态?→同频率同相位的光发射Р激光Р※ 1.2 激光的振荡阀值Р激光工作物质位于谐振腔内,当工作物质的某对能级之间发生粒子数反转分布时,频率处在这对能级自发辐射谱线宽度内的微弱光信号,将获得增益而放大;由于谐振腔内存在各种损耗,光信号在其中传输时,又会不断衰减。Р能否产生振荡,取决于增益与损耗的大小。对光学谐振腔, 要获得光自激振荡, 须令光在腔内来回一次所获增益,至少可补偿传播中的损耗。Р激光振荡阈值是腔内辐射由自发辐射(荧光)向受激辐射(激光)转变的转折点。Р(二) 激光器的损耗Р1、内部损耗Р增益介质内部由于成分不均匀、粒子数密度不均匀或有缺陷而使光产生折射、散射等使部分光波偏离原来的传播方向,造成光能量的损耗。Р——内部损耗系数(单位长度的损耗)Р2、镜面损耗Р当强度为I 的光波射到镜面上,其中r1I(或r2I)反射回腔内继续放大,其它的部分均为损耗,包括t1I(或t2I)、镜面的散射、吸收以及由于光的衍射使光束扩散到反射镜范围以外造成的损耗,用a1I(或a2I)表示。Рr1、 r2——反射镜M1 M2 的反射率, t1 t2——M1 M2 的透射率Р※ 1.4 激光器的阀值条件Р阈值是所有激光器的属性,它标志着激光器的增益与损耗的平衡点,即阈值以后激光器才开始净增益。Р★Р获得激光所要求的双程放大倍数为:Р即Р则形成激光所要求的增益系数的条件为:Р令Р§ 2. 半导体Р半导体,指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。通过扩散工艺,在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体(P型半导体和N型半导体)。Р将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。其电场的方向由N指向P,称为内电场。РP-N结内电场方向
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